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作者:程方明;刘宇航;杨漪;罗振敏;
单位:西安科技大学安全科学与工程学院;西安科技大学陕西省工业过程安全与应急救援工程技术研究中心;西安科技大学西安市城市公共安全与消防救援重点实验室;南京工业大学安全科学与工程学院;
摘要:为了探究障碍物对CO_2抑制甲烷爆炸效果的影响,利用FLACS数值模拟软件,系统研究半密闭管道内CO_2与障碍物共存时的甲烷燃爆特性。通过构建多工况组合,结合爆炸压力峰值、火焰传播速度及流场的演变过程,分析半密闭管道内不同浓度CO_2抑制甲烷爆炸过程受障碍物影响的特征规律,确定能使障碍物失去促进作用的CO_2体积分数。结果表明:障碍物显著削弱CO_2对爆炸压力及火焰传播的抑制效果,当CO_2体积分数达20%时,其促进作用基本消失;爆炸压力初峰时间随CO_2浓度增加而延后,但障碍物工况较空管仍有提前,最大压力峰值出现时间延后;平均火焰速度在70%阻塞率时达峰值,90%时因湍流淬熄下降;随CO_2浓度增加,火焰未燃区空腔面积增加,抑制火焰加速。研究为复杂管道甲烷燃爆防控提供理论支撑。
关键词:爆炸防控;;障碍物;;FLACS;;二氧化碳浓度;;爆炸特性
基金资助:国家自然科学基金项目(52304252);; 中国博士后基金项目(2024M752605);; 陕西省自然科学基金项目(2025JC-YBQN-465)